通过理性设计的策略提高褐藻胶裂解酶AlyMc的热稳定性

褐藻胶裂解酶通过β-消除反应降解褐藻胶,在非还原端C4和C5之间形成双键,生成具有多种生物活性的功能性褐藻胶寡糖(alginate oligosaccharides,AOS)。然而,目前褐藻胶裂解酶的热稳定性难以满足其在工业上的应用。本研究提出一种基于HotSpot Wizard 3.0分析和计算机辅助计算Δselleck产品ΔGfold的有效合理设计策cholestatic hepatitis略,利用定点突变获得了12个突变体。在50℃条件下孵育3 h后,突变体Q246L和K249P可保留60%以上酶活,而Q246V和K249V可保留70%以上的酶活性,显著提高了褐藻胶裂解酶AlyMc(保留45%酶活)的热稳定性。TLC结果表明AlyMc降解褐藻胶的产物以DP2-4的寡糖为主,其中三糖含量最高。综合分析了酶的三维结构和分子动力学模拟,发现突变增强了突变位点处残基与周围残基之间的疏水相互作用。分子动力学模拟结果显示,突变体Q246V降低了176-178残基的自由度;K249V突变降低了188-192残基的自由度。突变引起疏水作用力的增强和结构灵活性的降低可能是酶热BYL719稳定性提高的原因。